Wybór rodzaju zabezpieczenia silnika

Tryby awaryjne występują podczas pracy różnych instalacji elektrycznych. Główne z nich to zwarcia, przeciążenia technologiczne, niekompletne tryby fazowe, zakleszczenie wirnika maszyny elektrycznej.

Awaryjne tryby pracy silników elektrycznych

Tryb zwarciowy jest rozumiany, gdy prąd przeciążenia kilkakrotnie przekracza wartość nominalną. Tryb przeciążenia charakteryzuje się przetężeniem 1,5 — 1,8 razy. Przeciążenia technologiczne prowadzą do wzrostu temperatury uzwojeń silnika powyżej dopuszczalnego poziomu, jego stopniowego niszczenia i uszkodzenia.

Zanik fazy (zanik fazy) występuje w przypadku przepalenia bezpiecznika w fazie, przerwania przewodu, awarii styku. W takim przypadku następuje redystrybucja prądów, zwiększone prądy zaczynają płynąć przez uzwojenia silnika elektrycznego, możliwe jest zatrzymanie mechanizmu i uszkodzenie maszyny elektrycznej. Najbardziej wrażliwe na tryby półfazowe są silniki elektryczne małej i średniej mocy, czyli najczęściej stosowane w przemyśle i rolnictwie.

Zablokowanie wirnika może wystąpić w maszynie elektrycznej, gdy łożysko jest zniszczone, zakleszczona jest działająca maszyna. To najtrudniejszy tryb. Szybkość wzrostu temperatury uzwojenia stojana osiąga 7 — 10 ° C na sekundę, po 10 — 15 s temperatura silnika przekracza dopuszczalne granice. Ten tryb jest najbardziej niebezpieczny dla silników o małej i średniej mocy.

Najwięcej awarii awaryjnych silników elektrycznych jest spowodowanych przeciążeniami technologicznymi, zakleszczeniami, zniszczeniem zespołu łożyskowego... Do 15% awarii występuje z powodu zaniku fazy i wystąpienia niedopuszczalnej asymetrii napięć.

Rodzaje urządzeń elektrycznych do zabezpieczania silników elektrycznych

Aby chronić sprzęt elektryczny przed trybami awaryjnymi, wyłącznikami automatycznymi, bezpiecznikami, przekaźniki termiczne, wbudowane urządzenia zabezpieczające przed temperaturą, zabezpieczenia fazowe i inne urządzenia.

Przy wyborze rodzaju ochrony brane są pod uwagę określone warunki pracy, szybkość, niezawodność, łatwość obsługi oraz wskaźniki ekonomiczne.

W instalacjach elektrycznych do 1000 V zwykle wykonuje się ochronę za pomocą bezpieczników zwarciowych lub elektromagnetycznych wyzwalaczy nadprądowych wbudowanych w wyłączniki.

Dodatkowo zabezpieczenie zwarciowe silników elektrycznych może być realizowane za pomocą przekaźnika tox podłączonego do jednej z faz stojana bezpośrednio lub za pomocą przekładnika prądowego i przekaźnika czasowego.

Zabezpieczenia przeciążeniowe Dzielą się na dwa rodzaje: bezpośrednie, reagujące na przetężenie i pośrednie, reagujące na przegrzanie.Najpopularniejszym rodzajem zabezpieczenia nadprądowego stosowanego do ochrony silników elektrycznych przed przeciążeniem (w tym wyzwoleniem) są przekaźniki termiczne... Produkowane są w seriach TRN, TRP, RTT, RTL. Trójfazowe przekaźniki termiczne PTT i RTL chronią również przed utratą fazy.

Zabezpieczenie fazowe (FUS) zabezpiecza przed zanikiem fazy, zablokowaniem mechanizmu, zwarciem, niską rezystancją izolacji silnika elektrycznego.

Zabezpieczenie przed przeciążeniem i zakleszczeniem mechanizmu można również wykonać za pomocą specjalnych łączników zabezpieczających... Wskazany rodzaj zabezpieczenia stosowany jest w urządzeniach prasujących. Do zabezpieczenia przed zanikiem fazy produkowane są seryjnie przekaźniki zaniku fazy typu E-511, EL-8, EL-10, nowoczesne przekaźniki elektroniczne i mikroprocesorowe.

Zabezpieczenie od oddziaływań pośrednich obejmuje wbudowane zabezpieczenie temperaturowe UVTZ, które reaguje nie na wartość prądu, ale na temperaturę uzwojenia silnika, niezależnie od przyczyny, która spowodowała przegrzanie. Obecnie coraz częściej do tych celów stosuje się nowoczesne elektroniczne i mikroprocesorowe przekaźniki termiczne, reagujące na zmiany rezystancji termistorów wbudowanych w uzwojenie stojana silnika elektrycznego.

Procedura wyboru rodzaju zabezpieczenia silników elektrycznych

Przy wyborze rodzaju ochrony należy kierować się następującymi przepisami:

• najbardziej krytyczne odbiorniki elektryczne, których awaria może doprowadzić do poważnych uszkodzeń, narażone na zanieczyszczenie systemowe lub pracujące w podwyższonych temperaturach, a także przy gwałtownie zmieniających się obciążeniach (kruszarki, tartaki, maszyny paszowe) muszą być zabezpieczone wbudowanymi zabezpieczenie termiczne i wyłączniki automatyczne lub bezpieczniki.

• Zabezpieczenie silników elektrycznych małej mocy (do 1,1 kW), które są obsługiwane przez wysoko wykwalifikowany personel, może być realizowane za pomocą przekaźników termicznych i bezpieczników.

• Zaleca się zabezpieczanie silników elektrycznych średniej mocy (powyżej 1,1 kW) pracujących bez personelu serwisowego z urządzeniami wrażliwymi na fazę.

Zalecenia te oparte są na wynikach analizy działania aparatu ochronnego w warunkach awaryjnych. Jednocześnie ustalono następujące charakterystyki funkcjonowania urządzeń ochronnych.

Przekaźniki termiczne, zabezpieczenie fazowe i wbudowane zabezpieczenie temperaturowe działają niezawodnie przy niskich przeciążeniach i rozszerzonych trybach pracy. W takim przypadku wybór preferowanego urządzenia powinien uwzględniać wskaźniki ekonomiczne. Przy zmiennym obciążeniu z okresem wahań obciążenia proporcjonalnym do stałego nagrzewania się silnika, przekaźniki termiczne nie działają niezawodnie i należy zastosować zintegrowane zabezpieczenie temperaturowe lub zabezpieczenie fazowe. W przypadku losowych obciążeń bardziej niezawodne są urządzenia zabezpieczające działające w zależności od temperatury, a nie prądu.

Gdy napęd elektryczny jest podłączony do sieci z niepełną fazą, przez jego uzwojenia przepływa prąd zbliżony do prądu rozruchowego, a urządzenia zabezpieczające działają niezawodnie. Ale jeśli po włączeniu silnika elektrycznego nastąpi przerwa fazowa, wówczas natężenie zależy od obciążenia. Przekaźniki termiczne w tym przypadku mają znaczną martwą strefę i lepiej jest zastosować zabezpieczenie fazowe i wbudowane zabezpieczenie temperaturowe.

W przypadku przedłużonego rozruchu stosowanie przekaźników termicznych jest niepożądane.Jeśli zaczniesz od niższego napięcia, przekaźnik termiczny może omyłkowo wyłączyć silnik.

W przypadku zablokowania wirnika silnika elektrycznego lub działającej maszyny prąd w jego uzwojeniach jest 5-6 razy większy niż nominalny. Przekaźniki termiczne w tej sytuacji powinny wyłączyć silnik elektryczny w ciągu 1-2 sekund. Zabezpieczenie temperaturowe w przypadku przetężenia 1,6 razy i wyższego ma duży błąd dynamiczny, więc silnik elektryczny może nie zostać wyłączony, nastąpi niedopuszczalne przegrzanie uzwojeń i gwałtowne skrócenie żywotności maszyny elektrycznej. Przekaźniki termiczne i wbudowane zabezpieczenie przed przeciążeniem termicznym działają z niską wydajnością. W takich sytuacjach lepiej jest zastosować zabezpieczenie fazowe.

Przy stosowaniu nowoczesnych przekaźników termicznych RTT i RTL stopień uszkodzenia urządzeń elektrycznych jest znacznie niższy niż przy zastosowaniu przekaźnika typu TRN, TRP, aw niektórych przypadkach jest porównywalny ze stopniem uszkodzenia przy montażu wbudowanego zabezpieczenia termicznego.

Obecnie do ochrony szczególnie ważnych silników elektrycznych stosuje się nowoczesne uniwersalne zabezpieczenia mikroprocesorowe, łączące wszystkie rodzaje zabezpieczeń i posiadające możliwość elastycznej konfiguracji parametrów odpowiedzi.

Zakres zastosowania różnych urządzeń ochronnych zależy od liczby awarii urządzeń elektrycznych, ilości awarii technologicznych podczas postoju, kosztu zakupu sprzętu ochronnego. Aby wybrać preferowaną opcję, wymagane jest zbadanie możliwości.